（江蘇專用）2019高考生物二輪復(fù)習(xí) 非選擇題沖擊高分規(guī)范練 命題點(diǎn)5 生物技術(shù)實(shí)踐.doc

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命題點(diǎn)5　生物技術(shù)實(shí)踐 真題重溫練(A卷) 1．(2018江蘇，31)酵母的蛋白質(zhì)含量可達(dá)自身干重的一半，可作為飼料蛋白的來源。有些酵母可以利用工業(yè)廢甲醇作為碳源進(jìn)行培養(yǎng)，這樣既可減少污染又可降低生產(chǎn)成本。研究人員擬從土壤樣品中分離該類酵母，并進(jìn)行大量培養(yǎng)。下圖所示為操作流程，請(qǐng)回答下列問題： (1)配制培養(yǎng)基時(shí)，按照培養(yǎng)基配方準(zhǔn)確稱量各組分，將其溶解、定容后，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的________，及時(shí)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行分裝，并進(jìn)行____________滅菌。 (2)取步驟②中不同梯度的稀釋液加入標(biāo)記好的無菌培養(yǎng)皿中，在步驟③中將溫度約________(填“25 ℃”“50 ℃”或“80 ℃”)的培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿混勻，冷凝后倒置培養(yǎng)。 (3)挑取分離平板中長(zhǎng)出的單菌落，按步驟④所示進(jìn)行劃線。下列敘述合理的有____________。 a．為保證無菌操作，接種針、接種環(huán)使用前都必須滅菌 b．劃線時(shí)應(yīng)避免劃破培養(yǎng)基表面，以免不能形成正常菌落 c．挑取菌落時(shí)，應(yīng)挑取多個(gè)菌落，分別測(cè)定酵母細(xì)胞中甲醇的含量 d．可以通過逐步提高培養(yǎng)基中的甲醇的濃度，獲得甲醇高耐受株 (4)步驟⑤中，為使酵母數(shù)量迅速增加，培養(yǎng)過程中需保證充足的營養(yǎng)和________供應(yīng)。為監(jiān)測(cè)酵母的活細(xì)胞密度，將發(fā)酵液稀釋1 000倍后，經(jīng)等體積臺(tái)盼藍(lán)染液染色，用2516型血細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)5個(gè)中格中的細(xì)胞數(shù)，理論上________色細(xì)胞的個(gè)數(shù)應(yīng)不少于________，才能達(dá)到每毫升3109個(gè)活細(xì)胞的預(yù)期密度。 答案　(1)pH　高壓蒸汽(濕熱)　(2)50 ℃　(3)a、b、d (4)氧氣　無　30 解析　(1)配制培養(yǎng)基時(shí)，進(jìn)行計(jì)算、稱量、溶解、定容后，需先調(diào)節(jié)pH再分裝到錐形瓶中進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。(2)倒平板時(shí)的培養(yǎng)基溫度約為50 ℃，冷凝后倒置培養(yǎng)。(3)平板劃線時(shí)，接種針、接種環(huán)使用前和每次劃線后都需要進(jìn)行灼燒滅菌，以免造成雜菌污染，a正確；劃線時(shí)不能劃破培養(yǎng)基表面，否則不能形成正常菌落，b正確；挑取菌落時(shí)，應(yīng)挑取多個(gè)不同的菌落，分別測(cè)定酵母細(xì)胞中蛋白質(zhì)含量，c錯(cuò)誤；逐步提高培養(yǎng)基中甲醇的濃度，能篩選出其中的耐受菌，獲得甲醇高耐受菌株，d正確。(4)酵母是兼性厭氧型真菌，在有氧條件下可大量繁殖。酵母擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)，需保證充足的營養(yǎng)和氧氣等條件。由題中信息“經(jīng)等體積臺(tái)盼藍(lán)染液染色”可知，計(jì)數(shù)室中培養(yǎng)液容積實(shí)際只有0.12＝0.05 mm3。設(shè)5個(gè)中方格中無色(活細(xì)胞不能被臺(tái)盼藍(lán)染色)的細(xì)胞數(shù)目為x個(gè)，則3109＝x/5251 0001 0000.05，解得x＝30。 2．(2017江蘇，31)苯酚及其衍生物廣泛存在于工業(yè)廢水中，對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重危害。小明同學(xué)準(zhǔn)備依據(jù)下圖操作步驟，從處理廢水的活性污泥中分離篩選酚降解高效菌株。請(qǐng)回答下列問題： (1)酚降解菌富集培養(yǎng)基含有蛋白胨、K2HPO4、MgSO4、苯酚和水，其中可作為碳源的有________________________________________________________________________。 (2)將采集到的樣品接種培養(yǎng)，苯酚用量應(yīng)隨轉(zhuǎn)接次數(shù)增加而逐漸__________，以達(dá)到富集酚降解菌的目的。若上圖平板中菌落過于密集，應(yīng)進(jìn)一步____________，以便于菌落計(jì)數(shù)與分離。制備平板培養(yǎng)基時(shí)除了需要水、營養(yǎng)物質(zhì)外，還必須添加____________。 (3)下圖為連續(xù)劃線法示意圖，在圖中________(填圖中序號(hào))區(qū)域更易獲得單菌落。 (4)采用比色測(cè)定法(使用苯酚顯色劑)檢測(cè)降解后的廢水中苯酚殘留量。先制作系列濃度梯度并進(jìn)行顯色反應(yīng)，下表中1～5 號(hào)比色管的苯酚濃度應(yīng)分別為____________________。 管號(hào) 1 2 3 4 5 6 苯酚濃度/(mgL－1) 1 如果廢水為50 mg/L苯酚溶液，降解后約有21% 的苯酚殘留，則需將殘留液稀釋________(填序號(hào)：①5?、?0?、?0)倍后，再進(jìn)行比色。 答案　(1)蛋白胨、苯酚　(2)增加　稀釋涂布　凝固劑 (3)③　(4)0、0.2、0.4、0.6、0.8　③ 解析　(1)含碳有機(jī)物如蛋白胨、苯酚均可作為異養(yǎng)型細(xì)菌的碳源。(2)為達(dá)到富集苯酚降解菌的目的，培養(yǎng)過程中隨轉(zhuǎn)接次數(shù)增加，應(yīng)逐漸提高苯酚用量。若平板中菌落過于密集，為便于分離計(jì)數(shù)，則應(yīng)進(jìn)一步稀釋涂布；進(jìn)行分離計(jì)數(shù)應(yīng)制備“固體”培養(yǎng)基，故平板培養(yǎng)基中除需水、營養(yǎng)物質(zhì)外，還需添加凝固劑。(3)連續(xù)劃線法分離菌種時(shí)，在最后的劃線區(qū)，菌種分散最充分，最宜獲得單菌落。(4)制作系列濃度梯度進(jìn)行顯色反應(yīng)應(yīng)設(shè)置無菌水作對(duì)照組(苯酚濃度為0)，并設(shè)置等差密度梯度，故1～5 號(hào)比色管中苯酚濃度依次為0、0.2、0.4、0.6、0.8。若廢水為50 mg/L 苯酚溶液，降解后約有21%的苯酚殘留，則降解后殘留液中苯酚濃度為5021%＝10.5(mg/L)，宜將其稀釋20倍方可達(dá)到適宜比色管苯酚濃度。 3．(2016江蘇，29)為了探索海藻酸鈉固定化對(duì)綠球藻生長(zhǎng)的影響，以及固定化藻對(duì)含Zn2＋污水的凈化作用，科研人員用篩選到的一株綠球藻進(jìn)行試驗(yàn)，流程及結(jié)果如下。請(qǐng)回答下列問題： ―→―→ (1)實(shí)驗(yàn)中的海藻酸鈉作用是__________________，CaCl2的作用是________________。 (2)為洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物，并保持綠球藻活性，宜采用__________________洗滌。圖1中1.0%海藻酸鈉組培養(yǎng)24 h后，移去凝膠球，溶液呈綠色，原因是________________________________________________________________________。 (3)為探索固定化藻對(duì)含Zn2＋污水的凈化作用，應(yīng)選用濃度為________海藻酸鈉制備凝膠球。 (4)圖2中空白凝膠球組Zn2＋濃度下降的原因是____________________________。結(jié)合圖1和圖2分析，固定化藻的實(shí)驗(yàn)組24～48 h間Zn2＋濃度下降速度較快的主要原因是____________________________；72～96 h間Zn2＋濃度下降速度較慢的原因有 ________________________________________________________________________。 答案　(1)包埋綠球藻(包埋劑)　與海藻酸鈉反應(yīng)形成凝膠球(凝固劑)　(2)培養(yǎng)液(生理鹽水)　海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大)　(3)2.0%　(4)凝膠球吸附Zn2＋　綠球藻生長(zhǎng)(增殖)速度快　綠球藻生長(zhǎng)(增殖)速度減慢，溶液中Zn2＋濃度較低 解析　(1)海藻酸鈉溶液在CaCl2溶液中形成凝膠球，包埋綠球藻。(2)可采用培養(yǎng)液或生理鹽水洗去凝膠球上殘余的CaCl2和其他污染物，并保持綠球藻活性。溶液呈綠色，說明固定化的綠球藻數(shù)量少，原因是海藻酸鈉濃度過低(凝膠球孔徑過大)。(3)根據(jù)圖1可知，濃度為2.0%的海藻酸鈉制備的凝膠球最有利于綠球藻的繁殖。(4)空白凝膠球容易吸附Zn2＋，導(dǎo)致溶液中Zn2＋濃度下降；根據(jù)圖1和圖2分析，固定化藻的實(shí)驗(yàn)組24～48 h間綠球藻數(shù)量增加最快(處于“S”型曲線的K/2值處)，導(dǎo)致Zn2＋濃度下降速度較快；72～96 h間綠球藻數(shù)量基本不再增加。 4．(2015江蘇，31)人工瘤胃模仿了牛羊等反芻動(dòng)物的胃，可用來發(fā)酵處理秸稈，提高秸稈的營養(yǎng)價(jià)值。為了增強(qiáng)發(fā)酵效果，研究人員從牛胃中篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株，并對(duì)其降解纖維素能力進(jìn)行了研究。請(qǐng)回答下列問題： (1)在樣品稀釋和涂布平板步驟中，下列選項(xiàng)不需要的是________(填序號(hào))。 ①酒精燈?、谂囵B(yǎng)皿?、埏@微鏡　④無菌水 (2)在涂布平板時(shí)，滴加到培養(yǎng)基表面的菌懸液量不宜過多的原因是________________________________________________________________________。 (3)向試管內(nèi)分裝含瓊脂的培養(yǎng)基時(shí)，若試管口粘附有培養(yǎng)基，需要用酒精棉球擦凈的原因是________________________________________________________________________。 (4)剛果紅可以與纖維素形成紅色復(fù)合物，但并不與纖維素降解產(chǎn)物纖維二糖和葡萄糖發(fā)生這種反應(yīng)。研究人員在剛果紅培養(yǎng)基平板上，篩到了幾株有透明降解圈的菌落(見下圖)。圖中降解圈大小與纖維素酶的__________有關(guān)。圖中降解纖維素能力最強(qiáng)的菌株是______(填圖中序號(hào))。 (5)研究人員用篩選到的纖維素酶高產(chǎn)菌株J1和J4，在不同溫度和pH條件下進(jìn)行發(fā)酵，測(cè)得發(fā)酵液中酶活性的結(jié)果見下圖，推測(cè)菌株________更適合用于人工瘤胃發(fā)酵，理由是________________________________________________________________________。 答案　(1)③　(2)培養(yǎng)基表面的菌懸液會(huì)出現(xiàn)積液，導(dǎo)致菌體堆積，影響分離效果　(3)避免培養(yǎng)基污染棉塞　(4)量與活性?、佟?5)J4　發(fā)酵過程會(huì)產(chǎn)熱和產(chǎn)酸，J4菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高 解析　(1)樣品稀釋和涂布平板的操作不需要顯微鏡。(2)涂布平板時(shí)若培養(yǎng)基表面的菌懸液過多，菌體堆積，會(huì)影響分離效果。(3)試管口粘附的培養(yǎng)基，需要用酒精棉球擦凈，避免培養(yǎng)基污染棉塞。(4)菌株產(chǎn)生的降解纖維素酶的量越多、活性越高，會(huì)使降解圈越大。降解纖維素能力最強(qiáng)的菌株是①，因其菌株菌落最小，但降解圈最大。 (5)分析圖中曲線可知，J4菌株在較高溫度和酸性環(huán)境下酶的活性更高，而發(fā)酵過程會(huì)產(chǎn)熱和酸，故該菌株最適合用于人工瘤胃發(fā)酵。 5．(2014江蘇，30)為了獲得β胡蘿卜素產(chǎn)品，某小組開展了產(chǎn)β胡蘿卜素酵母的篩選與色素提取實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問題： (1)實(shí)驗(yàn)用的培養(yǎng)皿常用的兩種滅菌方法是________________________________；為了減少滅菌后器皿被污染，滅菌前應(yīng)該________________________。 (2)為了篩選出酵母菌，培養(yǎng)基中添加了青霉素，其目的是______________________________。 (3)下圖是滅菌鍋及其局部剖面示意圖，圖中甲、乙、丙指示的依次是________。 (填序號(hào)) ①安全閥、放氣閥、壓力表 ②放氣閥、安全閥、壓力表 ③安全閥、放氣閥、溫度表 ④放氣閥、安全閥、溫度表 (4)為了將分離到的菌株純化，挑取了菌落在3塊相同平板上劃線，結(jié)果其中一塊平板的各劃線區(qū)均未見菌生長(zhǎng)，最可能的原因是___________________________________________。 (5)為增加β胡蘿卜素提取量，在研磨酵母細(xì)胞時(shí)，添加石英砂的目的是__________________________；研磨時(shí)__________(填“需要”或“不需要”)添加 CaCO3，理由是____________________________。 答案　(1)干熱滅菌和濕熱滅菌(高壓蒸汽滅菌)　用牛皮紙(報(bào)紙)包扎器皿　(2)抑制細(xì)菌(放線菌)生長(zhǎng) (3)①　(4)接種環(huán)溫度過高，菌被殺死　(5)有助于研磨充分　不需要　β胡蘿卜素較耐酸 解析　(1)培養(yǎng)皿滅菌常用的方法有濕熱滅菌(高壓蒸汽滅菌)、干熱滅菌等。將培養(yǎng)皿放入滅菌鍋之前通常用牛皮紙或報(bào)紙包扎，避免滅菌后的再次污染。(2)青霉素能抑制細(xì)菌和放線菌的生長(zhǎng)繁殖，但對(duì)酵母菌等真菌不起作用，因此添加青霉素可篩選出酵母菌。(3)圖中乙連接軟管，為排(放)氣閥，甲為安全閥，丙是壓力表。(4)三塊平板中有兩塊平板長(zhǎng)有菌落，說明含有菌株并可在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)；而其中一塊平板未見菌落，說明接種不成功，可能是接種環(huán)灼燒后未冷卻或未充分冷卻，使菌株因溫度過高而被殺死。(5)從β胡蘿卜素酵母中提取β胡蘿卜素，參照葉綠體中色素提取的方法，可添加石英砂，因?yàn)槭⑸坝兄谘心コ浞?。在提取葉綠體中色素時(shí)，CaCO3的作用是中和酸性物質(zhì)，防止葉綠素被分解，而β胡蘿卜素較耐酸，不易被分解，故在研磨酵母細(xì)胞時(shí)無需添加CaCO3。 6．(2018全國Ⅲ，37)回答下列與酵母菌有關(guān)的問題： (1)分離培養(yǎng)酵母菌通常使用______________________(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麥芽汁瓊脂”)培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基應(yīng)采用______________滅菌法滅菌。若將酵母菌劃線接種在平板上，培養(yǎng)一段時(shí)間后可觀察到菌落，菌落的含義是_________________________。 (2)酵母菌液體培養(yǎng)時(shí)，若通入氧氣，可促進(jìn)____________(填“菌體快速增殖”“乙醇產(chǎn)生”或“乳酸產(chǎn)生”)；若進(jìn)行厭氧培養(yǎng)，可促進(jìn)________________(填“菌體快速增殖”“乙醇產(chǎn)生”或“乳酸產(chǎn)生”)。 (3)制作面包時(shí)，為使面包松軟通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松軟的原因是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 答案 (1)麥芽汁瓊脂　高壓蒸汽　由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體　(2)菌體快速增殖　乙醇產(chǎn)生　(3)酵母菌分解葡萄糖會(huì)產(chǎn)生CO2，CO2使面包松軟 解析　(1)麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基的碳氮比較高，而且含糖量高，更適合酵母菌培養(yǎng)；該培養(yǎng)基應(yīng)采用高壓蒸汽滅菌法滅菌；若將酵母菌劃線接種在平板上，培養(yǎng)一段時(shí)間后可觀察到由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來的肉眼可見的子細(xì)胞群體，這就是菌落。(2)酵母菌液體培養(yǎng)時(shí)，若通入氧氣，進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生H2O和CO2，釋放能量多，細(xì)胞增殖快；若進(jìn)行無氧培養(yǎng)，酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精和CO2，釋放能量少，增殖慢。(3)制作面包時(shí)，在面粉中添加一定量的酵母菌，因酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖，產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳是氣體，遇熱膨脹而形成小孔，使得面包松軟多孔。 模擬對(duì)位練(B卷) 1．微生物在發(fā)酵食品的加工中起著極其重要的作用，可利用微生物制作果酒和果醋等。下圖是利用微生物制作果醋的流程示意圖和發(fā)酵裝置示意圖，回答有關(guān)問題： (1)發(fā)酵時(shí)裝置要清洗干凈，并且用__________________消毒。作為果酒的發(fā)酵裝置，管口2應(yīng)該__________________，以防止排氣時(shí)空氣中的微生物污染。 (2)與A發(fā)酵過程有關(guān)的微生物在____________發(fā)酵液中可以生長(zhǎng)繁殖，該環(huán)境對(duì)雜菌則有抑制作用。發(fā)酵后期，酒精的含量一般不超過12%，原因是 ________________________________________________________________________。 (3)制葡萄醋的過程中，要打開閥a，原因是 ________________________________________________________________________。 (4)在發(fā)酵過程中要定時(shí)打開閥b檢測(cè)發(fā)酵液中微生物總數(shù)是否超標(biāo)，為此進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。先將一定量的果醋進(jìn)行______________，然后用________將菌液接種于固體培養(yǎng)基上，經(jīng)培養(yǎng)后進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)時(shí)應(yīng)選擇菌落數(shù)在______________的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。 答案　(1)70%的酒精　長(zhǎng)而彎曲并且管口朝下　(2)缺氧、酸性　酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用，會(huì)抑制酵母菌的代謝活動(dòng)　(3)醋酸菌是好氧細(xì)菌，用酒精產(chǎn)醋酸需要氧氣參與　(4)一系列的梯度稀釋　涂布器　30～300 解析　(1)對(duì)于清洗干凈的發(fā)酵裝置還需用70%的酒精進(jìn)行消毒。為防止排氣時(shí)空氣中的微生物污染，果酒發(fā)酵裝置的管口2應(yīng)該長(zhǎng)而彎曲并且管口朝下。 (2)A是酒精發(fā)酵，與此過程有關(guān)的微生物酵母菌在缺氧、酸性的發(fā)酵液中可以生長(zhǎng)繁殖。由于酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用，且會(huì)抑制酵母菌的代謝活動(dòng)，所以發(fā)酵后期，酒精的含量一般不超過12%。 (3)制葡萄醋的過程中，利用的醋酸菌是一種好氧細(xì)菌，用酒精產(chǎn)醋酸需要氧氣參與，因此要打開閥a，以通入空氣。 (4)為檢測(cè)發(fā)酵液中微生物總數(shù)是否超標(biāo)，需先將一定量的果醋進(jìn)行一系列的梯度稀釋 ，然后用涂布器將菌液接種于固體培養(yǎng)基上，經(jīng)培養(yǎng)后進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)時(shí)應(yīng)選擇菌落數(shù)在30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)。 2．(2018江蘇揚(yáng)、通、泰、徐、淮、宿、連七市高三調(diào)研)圖1表示研究人員為篩選纖維素酶高產(chǎn)菌株進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)流程，其中透明圈是微生物在固體培養(yǎng)基上消耗特定營養(yǎng)物質(zhì)形成的。請(qǐng)回答下列問題： (1)本實(shí)驗(yàn)中，選擇蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)作為纖維素酶高產(chǎn)菌株的來源，這是因?yàn)? ________________________________________________________________________。 (2)篩選用的培養(yǎng)基應(yīng)以__________作為唯一碳源，并在配制培養(yǎng)基時(shí)加入________作為凝固劑。篩選時(shí)應(yīng)選擇D/d比值較大的菌株，因?yàn)檫@一指標(biāo)值越大說明 ________________________________________________________________________。 (3)圖2、圖3是研究纖維素酶的最適溫度和熱穩(wěn)定性的結(jié)果。 ①研究纖維素酶的熱穩(wěn)定性時(shí)，首先將纖維素酶液置于35～65 ℃的不同溫度條件下保溫2 h，再取上述不同溫度處理的纖維素酶液和____________________________，并在________℃下測(cè)定纖維素酶的催化速率，計(jì)算酶活性殘留率。 ②生產(chǎn)中使用該纖維素酶時(shí)，最好將溫度控制在40 ℃左右，依據(jù)是 ________________________________________________________________________。 答案　(1)蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)中富含纖維素，會(huì)聚集較多的纖維素分解菌　(2)纖維素　瓊脂　單個(gè)菌體產(chǎn)生的纖維素酶的活性越強(qiáng)　(3)①未經(jīng)保溫處理的纖維素酶液　50?、谠摐囟认拢w維素酶的熱穩(wěn)定性高，作用時(shí)間持久，且酶活性相對(duì)較高 解析　(1)從生物與環(huán)境適應(yīng)性角度分析，能大量合成纖維素酶的微生物應(yīng)該生活在纖維素豐富的環(huán)境中，而蘑菇培養(yǎng)基質(zhì)以植物秸稈等為主，含有豐富的纖維素，能聚集較多的纖維素分解菌。(2)在以纖維素為唯一碳源的培養(yǎng)基中能夠增殖的微生物一定能夠合成纖維素酶，所以篩選用的培養(yǎng)基應(yīng)以纖維素作為唯一碳源，在配制培養(yǎng)基時(shí)可加入瓊脂作為凝固劑。在培養(yǎng)過程中，透明圈直徑越大，說明微生物產(chǎn)生的纖維素酶越多，而菌落直徑越小，說明微生物數(shù)量越少，因此透明圈直徑與菌落直徑比值的大小反映微生物單細(xì)胞產(chǎn)生的纖維素酶的活性大小，該比值越大，則纖維素酶活性越大。(3)酶熱穩(wěn)定性測(cè)量中，酶活性殘留率是指酶分子在一定溫度條件下，一段時(shí)間后的催化活性與未保溫處理前酶催化活性的比值。因此，在實(shí)驗(yàn)中需要設(shè)置對(duì)照(沒有進(jìn)行溫度處理的酶活性測(cè)量)。在進(jìn)行酶活性測(cè)定時(shí)，提供的溫度應(yīng)選擇最適溫度，根據(jù)圖2實(shí)驗(yàn)可知，纖維素酶催化的最適溫度在50 ℃左右。(4)在生產(chǎn)中，使用酶催化時(shí)，酶有鈍化現(xiàn)象(催化活力逐漸下降)，因此，考慮到生產(chǎn)成本和可持續(xù)生產(chǎn)，需要特別注意盡可能保證酶具有較高的熱穩(wěn)定性。 3．科研人員開展海藻酸鈉固定化乳酸菌的相關(guān)研究，得到如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請(qǐng)回答下列問題： 海藻酸鈉濃度對(duì)成珠的影響 海藻酸鈉濃度/% 成珠狀況 0 — 1.0 成珠較易，但強(qiáng)度較低 1.5 成珠容易，強(qiáng)度適中 2.0 成珠較難，強(qiáng)度較高 2.5 成珠困難，強(qiáng)度高 (1)本研究中固定化細(xì)胞的技術(shù)屬于________法，其優(yōu)點(diǎn)是________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)中需要先將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至________后，才能加入乳酸菌。為保證配制的海藻酸鈉濃度準(zhǔn)確，在海藻酸鈉完全溶化后需要________________。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究人員認(rèn)為海藻酸鈉濃度為1.5%為宜，這是因?yàn)橛幂^低濃度的海藻酸鈉固定時(shí)，凝膠珠內(nèi)部網(wǎng)格較大，有利于______________________，乳酸發(fā)酵速度快。而與濃度為1.0%比較，1.5%時(shí)形成的凝膠珠____________，有利于凝膠珠的重復(fù)利用。 (4)利用固定化乳酸菌發(fā)酵時(shí)，凝膠珠添加量過高會(huì)抑制菌株生長(zhǎng)，進(jìn)而使乳酸產(chǎn)量下降。試寫出探究凝膠珠適宜添加量的實(shí)驗(yàn)思路：______________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)包埋　操作簡(jiǎn)單，對(duì)細(xì)胞損傷小　(2)室溫　加無菌水(蒸餾水)定容　(3)凝膠珠內(nèi)外物質(zhì)交換　強(qiáng)度適中　(4)取等量的發(fā)酵液，分別加入不同量的凝膠珠，在適宜條件下發(fā)酵，相同時(shí)間后，比較各發(fā)酵液的酸度(或乳酸含量) 解析　(1)海藻酸鈉通常被用作包埋法制備固定化細(xì)胞時(shí)的包埋材料，因此本研究中固定化細(xì)胞的技術(shù)屬于包埋法。利用包埋法固定化細(xì)胞的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單，對(duì)細(xì)胞損傷小。(2)實(shí)驗(yàn)中需要先將溶化的海藻酸鈉溶液冷卻至室溫后才能加入乳酸菌，否則高溫會(huì)導(dǎo)致乳酸菌死亡。為保證配制的海藻酸鈉濃度準(zhǔn)確，在海藻酸鈉完全溶化后需要加無菌水或蒸餾水定容。(3)用較低濃度的海藻酸鈉固定時(shí)，凝膠珠內(nèi)部網(wǎng)格較大，用于乳酸菌發(fā)酵時(shí)，有利于凝膠珠內(nèi)外物質(zhì)交換，乳酸發(fā)酵速度較快。海藻酸鈉濃度過高或過低都不利于凝膠珠保持完整。由表格信息可知，與海藻酸鈉濃度為1.0%比較，1.5%時(shí)形成的凝膠珠強(qiáng)度適中，有利于凝膠珠的重復(fù)利用。(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?，該?shí)驗(yàn)的自變量為凝膠珠添加量，因變量為乳酸產(chǎn)量，發(fā)酵液用量、發(fā)酵條件、發(fā)酵時(shí)間等為無關(guān)變量。因此該實(shí)驗(yàn)的大體思路是：取等量的發(fā)酵液，分別加入不同量的凝膠珠，在適宜條件下發(fā)酵，相同時(shí)間后，比較各發(fā)酵液的酸度(或乳酸含量)。 4．(2018蘇錫常鎮(zhèn)四市高三調(diào)研二)MICP技術(shù)是通過向巖土中注入某種微生物以及膠結(jié)液(尿素和氯化鈣溶液)，利用該微生物將尿素水解為銨離子和碳酸根離子，碳酸根離子與鈣離子形成碳酸鈣晶體，從而將巖土原位固化。某研究人員對(duì)該種微生物進(jìn)行了分離并在最適生長(zhǎng)條件(溫度35 ℃，搖床轉(zhuǎn)速200 r/min)下測(cè)定了其生長(zhǎng)曲線，結(jié)果如圖。請(qǐng)回答下列問題： (1)此研究中的微生物能合成________________，從而將尿素分解。被該種微生物分解后的膠結(jié)液pH________(填“升高”或“降低”)，使NA—尿素固體培養(yǎng)基中的溴甲酚紫呈紫色，從而有利于挑取出該種微生物。 (2)本研究中的NA—尿素固體培養(yǎng)基，從功能上看，屬于________培養(yǎng)基。在其滅菌過程中，需用到高壓蒸汽滅菌鍋。下面是關(guān)于高壓蒸汽滅菌鍋使用過程中的操作，正確的先后順序是①②____________________⑨。 ①裝入待滅菌物品 ②加蓋 ③加熱滅菌鍋 ④打開排氣閥 ⑤關(guān)閉排氣閥 ⑥切斷電源 ⑦壓力表的壓力降到零 ⑧打開蓋子 ⑨取出滅菌物品 (3)研究初期，需將土樣置于選擇培養(yǎng)液中培養(yǎng)24 h，目的是______________________。 (4)通常在培養(yǎng)末期細(xì)菌的數(shù)量會(huì)顯著減少，但實(shí)驗(yàn)人員實(shí)際測(cè)得的細(xì)菌濃度(OD600)下降較慢最可能的原因是______________________________________________________。 (5)使用該菌體和膠結(jié)液進(jìn)行巖石工程原位加固時(shí)，還需向深層的巖土介質(zhì)補(bǔ)充__________。 答案　(1)脲酶(或分解尿素的酶)　升高　(2)鑒別 ③④⑤⑥⑦④⑧　(3)對(duì)該尿素分解菌擴(kuò)大培養(yǎng)，使尿素分解菌的濃度增加　(4)死亡菌體蛋白質(zhì)核酸沒有分解 (5)溶解氧 解析　(1)酶具有專一性，該微生物可分解尿素，說明該微生物能合成分解尿素的脲酶。該種微生物可將膠結(jié)液中的尿素水解為銨離子和碳酸根離子，由于碳酸根離子可與鈣離子形成碳酸鈣晶體，因此被這種微生物分解后的膠結(jié)液pH會(huì)升高。(2)能產(chǎn)生脲酶的微生物可使NA—尿素固體培養(yǎng)基中的溴甲酚紫呈紫色，說明NA—尿素固體培養(yǎng)基可用于能產(chǎn)生脲酶的微生物的鑒定，屬于鑒別培養(yǎng)基。利用高壓蒸汽滅菌鍋對(duì)培養(yǎng)基滅菌的操作步驟是：①裝入待滅菌物品→②加蓋→③加熱滅菌鍋→④打開排氣閥，使水沸騰，排出鍋內(nèi)冷空氣→⑤冷空氣完全排盡后，關(guān)閉排氣閥→⑥到滅菌時(shí)間后，切斷電源→⑦讓鍋內(nèi)溫度自然下降，壓力表的壓力降到零→④打開排氣閥→⑧打開蓋子→⑨取出滅菌物品。(3)研究初期，需將土樣置于選擇培養(yǎng)液中培養(yǎng)24 h，目的是對(duì)該尿素分解菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，使尿素分解菌的濃度增加。(4)在培養(yǎng)末期，雖然細(xì)菌的數(shù)量顯著減少，但由于死亡菌體蛋白質(zhì)核酸還沒有分解，因此實(shí)驗(yàn)人員實(shí)際測(cè)得的細(xì)菌濃度(OD600)下降較慢。(5)搖床培養(yǎng)通常用于需氧微生物的培養(yǎng)，由此可知，使用該菌體和膠結(jié)液進(jìn)行巖石工程原位加固時(shí)，還需向深層的巖土介質(zhì)補(bǔ)充溶解氧。 5．(2018南京三模)固定化的高溫淀粉酶被大規(guī)模用于工業(yè)生產(chǎn)。研究者從熱泉中篩選出高效產(chǎn)生高溫淀粉酶的嗜熱菌，其篩選和固定過程如圖1所示。菌株在含有淀粉的固體培養(yǎng)基上可釋放淀粉酶分解淀粉，在菌落周圍形成透明圈。請(qǐng)分析回答問題： (1)與大腸桿菌相比，嗜熱菌DNA堿基組成的特點(diǎn)是________________________________。 (2)Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基的配制主要包括如下步驟：a.溶化，b.調(diào)pH，c.滅菌，d.稱量，正確的操作步驟順序是________________(用字母和箭頭表示)。 (3)將配制好的培養(yǎng)基放入高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)，加蓋并將排氣管插入內(nèi)層滅菌桶內(nèi)的排氣槽內(nèi)。擰緊固定蓋子的螺栓時(shí)，注意___________________________________，以免漏氣。 (4)Ⅰ號(hào)培養(yǎng)基中以淀粉為唯一碳源，從功能上講該培養(yǎng)基屬于____________________。待菌落長(zhǎng)出后，應(yīng)選擇____________的菌落接種到Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基，第二次以后的劃線，總是從____________________開始，實(shí)驗(yàn)中過程③的目的是____________。 (5)若要保證高溫淀粉酶的活性在固定化處理時(shí)不受損失，且在多次重復(fù)使用后仍能維持穩(wěn)定的酶活性，則最好選擇下圖2中的________固定化工藝(填圖中字母)。 答案　(1)堿基G和C含量較高　(2)d→a→b→c (3)要同時(shí)旋緊相對(duì)的兩個(gè)螺栓，使螺栓松緊一致 (4)選擇培養(yǎng)基　透明圈大　上一次劃線的末端　(轉(zhuǎn)移)擴(kuò)大培養(yǎng)　(5)c 解析　(1)由于G—C堿基對(duì)間形成的氫鍵數(shù)多于A—T堿基對(duì)間形成的氫鍵數(shù)，因此堿基G和C含量越高的DNA結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定。所以與大腸桿菌相比，嗜熱菌DNA堿基組成的特點(diǎn)是堿基G和C含量較高。(2)配制Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基的基本步驟是：d稱量→a溶化→b調(diào)pH→c滅菌。(3)使用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌的過程中，擰緊固定蓋子的螺栓時(shí)，注意要同時(shí)旋緊相對(duì)的兩個(gè)螺栓，使螺栓松緊一致，以免漏氣。(4)以淀粉為唯一碳源的培養(yǎng)基可用于篩選能產(chǎn)生淀粉酶的菌株，從功能上講，該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基。待菌落長(zhǎng)出后，應(yīng)選擇透明圈大的菌落接種到Ⅱ號(hào)培養(yǎng)基，因?yàn)橥该魅υ酱?，說明菌落產(chǎn)生的淀粉酶的量及活性越大。利用平板劃線法接種菌種時(shí)，第二次及以后的劃線總是從上一次劃線的末端開始。實(shí)驗(yàn)中過程③的目的是進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。(5)圖2中a代表的固定工藝易導(dǎo)致酶失活，b代表的固定工藝易出現(xiàn)酶與承載物分離，而c代表的固定工藝在固定化處理時(shí)酶的活性不受損失，且在多次重復(fù)使用后仍能維持穩(wěn)定的酶活性，故最好選擇c工藝進(jìn)行固定。 6．(2018南京、鹽城三模)圖甲是從土壤中篩選產(chǎn)纖維素酶細(xì)菌的過程，圖乙是纖維素酶基因轉(zhuǎn)錄的mRNA部分序列，已知終止密碼子為UAA、UAG、UGA。請(qǐng)回答下列問題： (1)圖甲中細(xì)菌培養(yǎng)基和選擇培養(yǎng)基成分上的主要區(qū)別是后者_(dá)_______________________。 (2)土壤樣品需稀釋后振蕩搖勻，用__________準(zhǔn)確吸取0.1 mL土壤懸液，滴加在培養(yǎng)基中，均勻涂布，將培養(yǎng)皿倒置后放在__________中培養(yǎng)一段時(shí)間，獲得細(xì)菌菌落。 (3)在5個(gè)細(xì)菌培養(yǎng)基平板上，共接種稀釋倍數(shù)為105的土壤樣品液0.5 mL，培養(yǎng)一段時(shí)間后，平板上長(zhǎng)出的細(xì)菌菌落數(shù)分別為13、156、462、178和191，則每毫升土壤樣品中的細(xì)菌數(shù)量為____________個(gè)。 (4)圖中菌種若要長(zhǎng)期保存，應(yīng)該將其放在________條件下。若在保存過程中有一菌株因基因突變導(dǎo)致纖維素酶失活，突變后的基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA在圖乙箭頭處增加了70個(gè)核苷酸(無終止密碼子)，使該酶的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(假設(shè)圖中271位之前無終止密碼子)，則該酶的氨基酸數(shù)量比原來多__________個(gè)，假設(shè)氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量為130，則突變后的蛋白質(zhì)(兩條肽鏈)分子量為__________。 答案　(1)以纖維素為唯一碳源　(2)移液管(或移液槍)　恒溫箱　(3)1.75108　(4)冷凍　21　12 916 解析　(1)圖甲中選擇培養(yǎng)的目的是篩選產(chǎn)纖維素酶細(xì)菌，因此，用于篩選的選擇培養(yǎng)基應(yīng)該以纖維素為唯一碳源，在這樣的培養(yǎng)基上，能夠產(chǎn)生纖維素酶的細(xì)菌可以分解利用纖維素而生長(zhǎng)，而其他細(xì)菌不能生長(zhǎng)。(2)準(zhǔn)確吸取0.1 mL土壤懸液應(yīng)使用移液管或移液槍。接種后應(yīng)將培養(yǎng)皿倒置后放在恒溫箱中培養(yǎng)一段時(shí)間，獲得細(xì)菌菌落。(3)根據(jù)題意，每個(gè)平板上接種的土壤樣品液體積＝＝0.1(mL)。挑選菌落數(shù)介于30～300之間的平板用于計(jì)數(shù)，則每個(gè)平板上的平均菌落數(shù)＝＝175(個(gè))，因此每毫升土壤樣品中的細(xì)菌數(shù)量＝1750.1105＝1.75108(個(gè))。(4)若要長(zhǎng)期保存菌種，可以采用甘油管藏的方法在－20 ℃冷凍條件下保存。根據(jù)題意，突變前基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA上第一個(gè)終止密碼子位于第283～285位(UAA)，即突變前該酶的氨基酸數(shù)量為2823＝94(個(gè))，突變后基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA在圖乙箭頭處(即273位之后)增加的70個(gè)核苷酸和后面的堿基AC構(gòu)成24個(gè)密碼子，并使mRNA上第346～348位出現(xiàn)終止密碼子(UGA)，則突變后該酶的氨基酸數(shù)量＝3453＝115(個(gè))，即增加的氨基酸數(shù)量＝115－94＝21(個(gè))。假設(shè)氨基酸平均相對(duì)分子量為130，則突變后的蛋白質(zhì)(兩條肽鏈)分子量＝115130－(115－2)18＝12 916。 7．(2018無錫高三期末)血液作為一種常見的臨床檢測(cè)材料，如何從血液中快速、高效地分離和提取基因組DNA對(duì)于臨床血液檢驗(yàn)與分析非常重要?？蒲腥藛T對(duì)比分析了超聲波處理法(方法A)、高鹽法(方法B)、改良高鹽法(方法C)等三種快速提取大鼠全血基因組DNA的方法，實(shí)驗(yàn)過程如圖，請(qǐng)分析回答問題： (1)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，用大鼠全血為實(shí)驗(yàn)材料提取的DNA含量總是很少，原因是 ________________________________________________________________________。 (2)常規(guī)細(xì)胞破碎方法是___________________________________。 三種方法實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間均較短，主要在樣品處理和細(xì)胞破碎環(huán)節(jié)進(jìn)行了優(yōu)化，就三種方法而言，細(xì)胞破碎較理想的為__________。 (3)方法B得到的溶液中RNA含量高于DNA，分析原因是蛋白酶K的加入可能抑制了__________的活性。 (4)步驟②中加入NaCl的目的是____________，步驟③中加入異丙醇的作用是________________。 (5)得到含DNA的溶液后進(jìn)行鑒定，需向其中加入__________，沸水浴加熱，________后溶液變藍(lán)。 答案　(1)哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞中無細(xì)胞核和線粒體 (2)加入蒸餾水，使細(xì)胞吸水漲破　方法C　(3)RNA酶 (4)溶解DNA　使DNA析出　(5)二苯胺溶液　冷卻 解析　(1)大鼠屬于哺乳動(dòng)物，其成熟紅細(xì)胞中無細(xì)胞核和線粒體，因此用大鼠全血為實(shí)驗(yàn)材料提取的DNA含量很少。(2)破碎動(dòng)物細(xì)胞常用的方法是加入蒸餾水，使細(xì)胞吸水漲破。與方法A、B相比，方法C通過劇烈振蕩使細(xì)胞破碎更快、更徹底。(3)方法B得到的溶液中RNA含量高于DNA的原因可能是加入的蛋白酶K抑制了RNA酶的活性，使RNA分解受到抑制。(4)DNA可溶于NaCl溶液，步驟②中加入NaCl的目的是溶解DNA。DNA不溶于異丙醇和無水乙醇，步驟③和步驟④中加入異丙醇和無水乙醇的作用都是使DNA析出。(5)可用二苯胺溶液鑒定DNA，鑒定時(shí)需向含DNA的溶液中加入二苯胺溶液并沸水浴加熱，冷卻后溶液變藍(lán)。